中文摘要：

为实现二甲醚发动机的高效低温燃烧，紧紧围绕燃空预混和与当量比控制这两个低温燃烧关键技术展开研究。燃空预混合方面，通过二甲醚在线重整获得富氢气体，利用氢预氧化产生的大量活化基团抑制直喷二甲醚的预氧化，结合高EGR率抑制混合气着火，并借助二甲醚优良的混和性能，达到优化控制二甲醚预混和比例的目的；通过调整重整率、EGR率等实现燃空当量比的有效控制；进一步优化控制喷油持续期与着火延迟期的关系，达到控制预混合比例与燃烧速度，实现DME发动机高效低温燃烧的目的。主要研究内容①DME重整制氢催化剂的开发及化学反应动力学机理研究；②高背压环境下DME喷射、雾化与混合特性的试验研究；③富氢DME的预氧化机理及着火特性研究；④基于REGR技术的DME发动机低温燃烧与排放性能研究；⑤DME发动机低温燃烧机理探索及负荷拓展。本项目能夯实我国在REGR领域的研究基础，有助于开发出高效低污染的低温燃烧二甲醚发动机。

结论摘要：

研究了二甲醚水蒸气重整反应机理。结果表明，催化剂种类、温度及各反应物比例等都会影响二甲醚重整效率及产物的选择性，对γ-Al2O3/CuMn2O4双功能催化剂研究结果表明(1)随着温度的升高， DME转化率和H2产率增大，当超过400℃后，DME转化率接近100%；（2）随着水醚比的升高，双功能催化剂的DME转化率和H2产率增大；（3）随着空速的升高，催化剂的DME转化率和H2产率先不变后降低。研究了Ni/γ-Al2O3和Ni/La2O3/γ-Al2O3催化剂对二甲醚二氧化碳重整反应的活性。结果表明金属Ni可以促进二氧化碳的转化，而稀土元素La可以降低副产物甲烷的生成，并开发出性能优良的二氧化碳重整催化剂。研究了二甲醚等燃料在柴油机喷嘴中的燃料喷射、雾化和混合性能。结果表明相同情况下，二甲醚的泵端和嘴端油管压力峰值均比柴油的小，且压力上升和下降均比柴油的缓慢；DME的压力波传播速度远小于在柴油中的压力波传播速度，且受负荷的影响大，导致二甲醚的喷油延迟比柴油的要大许多；DME的喷射持续期比柴油长很多。研究了二甲醚等燃料在压力涡流喷嘴中的燃料喷射、雾化和混合。结果表明高粘度液体的喷雾锥角明显降低；在高背压时，DME的喷雾形态和柴油的喷雾形态大致相同，在低背压下则有较大的不同柴油的喷雾锥角大，喷雾形态饱满，二甲醚喷雾锥角较小，形态窄瘦。二甲醚的着火延迟期略短于常规柴油机。但喷油延迟期远的增大大于着火延迟期的减小，发动机需要在燃油供给方面做相应的调整。二甲醚发动机的低温燃烧研究表明进气管掺混各种高辛烷值的燃料，有利于改善二甲醚发动机的各项性能；进气管引入重整气有利于降低发动机的着火延迟期，有利于发动机低温燃烧的着火时刻控制；通过适当调整预混成分和比例，二甲醚发动机可实现NOx可忽略的低温燃烧模式；二甲醚发动机可取得发动机平稳低温燃烧的效果。进一步展开二甲醚发动机NOx储存还原性能的探索,开发出非贵金属NSR催化剂LaCoO3/K2CO3/CeZrO2。研究发现，该催化剂具有较好的存储性能和氧化性能；DME-NSR等温存储-还原循环实验在350℃和400℃下NOx转化率均在60%~80%之间。